点击与天体运动相关的高考核心考点

陈野


天体运动问题常涉及牛顿运动定律、匀速圆周运动、万有引力定律等的应用.由于此类问题贴近科技前沿，且蕴含丰富的物理知识，以此为背景的高考题情境新、综合性强，对考生的理解能力、分析综合能力、信息发掘能力、空间想象能力等有较高的要求，因此成为高考的热点，也是江苏高考物理试卷中必考的知识点之一.本文试图解析近几年与天体运动相关的几道高考试题，归纳出处理此类问题的求解策略，希望对同学们的学习能有所帮助.
一、开普勒行星运动定律及其应用
例1 （2013年江苏高考第1题）火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知
（）
A.太阳位于木星运行轨道的中心
B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
【点评】本题以地球的运动为背景，考查了在地球表面物体所受的万有引力与重力的区别，根据效果将万有引力分解成两个分力：一个分力提供物体随地球白转所需的向心力，另一个分力充当物体的重力.明确地球表面的物体所受重力随纬度的变化而变化是正确解答本题的关键.
三、天体运动的物理参量的比较
盼例3 （2015年天津理综第8题）P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图1中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度α，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的α与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则
（）
A.P1的平均密度比P2的大
B.P1的第一宇宙速度比P2的小
C.sl的向心加速度比s2的大
D. s1的公转周期比s2的大
四、卫星的发射与運行
例4 （2013年全国新课标I卷第20题）2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接，对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是
（）
A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C.如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
【点评】本题考查了第一宇宙速度、天体变轨、完全失重等知识点.第一宇宙速度是最大运行速度，也是地面上的最小发射速度.本题虽为天体运动问题，但题中特别指出存在稀薄大气，应从“变轨”的角度人手思考.